مرکز انجمنهای تخصصی

[FONT=Tahoma, Tahoma, Tahoma, Tahoma][COLOR=#NaNNaNNaN] [COLOR=#205867][HIGHLIGHT=#ddd9c3]نانوسيم‌ها هزينه پيل‌هاي خورشيدي را کاهش مي‌  
پيل‌هاي خورشيدي ساخته‌شده از سيليکون در معادلات انرژي سبز تجديد‌پذير آينده، اهميت زيادي داشته و نويددهنده مي‌باشند؛ اما تاکنون اين وعده به واقعيت نزديک نشده است. در حالي که فتوولتائيک‌هاي سيليکوني کنوني مي‌توانند با راندمان بالايي نور خورشيد را به الکتريسيته تبديل کنند، هزينه اين پيل‌هاي خوشيدي، استفاده آنها در مقياس بزرگ را غيرممکن کرده است. اکنون محققان آزمايشگاه ملي برکلي لاورنس به روش جديدي براي کاهش هزينه‌هاي پيل‌هاي خورشيدي دست يافته‌اند. استفاده از نانوسيم‌هاي سيليکوني براي به‌دام‌اندازي بهتر نورخورشيد عامل اصلي موفقيت اين محققان است.

پيدانگ يانگ، يکي از اين محققان، مي‌گويد: با ساخت فيلم‌هاي نازک از آرايه‌هاي منظمي از نانوسيم‌هاي سيليکوني عمودي، ما قادر به افزايش قابل ملاحظه‌ي راندمان بدام‌اندازي نور خورشيد در پيل‌هاي خورشيدي‌مان شده‌ايم. علاوه بر اينکه روش ساخت‌مان به طور غيرمنتظرانه‌اي راندمان بدام‌اندازي نور را افزايش مي‌دهد، فرآيند آن نيز مقياس‌پذير و نسبتاً ساده است. ما باور داريم که روش‌مان براي رسيدن به پيل‌هاي خورشيدي لايه نازک کم‌هزينه و کارآمد يک مسير مناسب از نظر اقتصادي ارائه مي‌کند.

    اتصال شعاعي p-n شامل لايه‌اي از سيليکون نوع N که اطراف يک هسته نانوسيم سيليکوني نوع p پوسته‌اي تشکيل مي‌دهد. 
سيليکون به دليل خواص فتوالکتريکي عاليش نيمه‌رساناي فتو‌ولتائيک انتخابي مناسبي است، اما قيمت اين ماده خام به دليل افزايش تقاضاي آن بسيار بالا رفته است. به‌علاوه به دليل سطح بالاي خلوص بلوري مورد نياز، حتي ساخت ساده‌ترين پيل خورشيدي مبتني بر سيليکون يک فرآيند هزينه‌بر، پرانرژي و پيچيده است.

يانگ و همکارانش با استفاده از آرايه‌هاي عمودي اتصالات p-n شعاعي نانوساختار بجاي اتصالات p-n مسطح مرسوم، توانسته‌اند نيازهاي کيفي و کمي پيل‌هاي خورشيدي سيليکوني را کاهش دهند. در يک اتصال p-n شعاعي، لايه‌اي از سيليکون نوع N اطراف يک هسته‌ي نانوسيمي سيليکوني نوع p پوسته‌اي تشکيل مي‌دهد. در چنين ساختاري، الکترون‌ها و حفره‌هاي تحريک‌شده مسافت‌هاي خيلي‌کوتاه‌تري تا الکترود‌ها طي مي‌کنند، بنابراين گلوگاه يک حامل بار که اغلب در يک پيل خورشيدي مرسوم وجود دارد، حذف مي‌شود. اين آرايه هندسي شعاعي همچنين همان‌طور که اندازه‌گيري‌هاي عبور نور و جريان نور نشان مي‌دهند، راندمان به دام‌اندازي نور را به شدت بهبود مي‌دهد.

اين محققان اعتقاد دارند که با تنظيم طول نانوسيم‌ها در اين آرايه مي‌توان طول مسير بدام‌اندازي نور را افزايش داد.
  [FONT=Verdana, Arial, Helvetica, sans-serif]  Yang   
نتايج اين تحقق در مجله‌ي

Nano Letters

منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
   

 [HIGHLIGHT=#d8d8d8]کنترل رشد بلورها؛ گامي به سوي ساخت نمايشگرهاي سه‌ 

 

پژوهشگران سنگاپوري راهي ساده براي رشد بلورهاي نانومقياس براي استفاده در نمايشگرهاي سهبعدي يافته‌اند. براي اين کار آنها از عناصر گروه لانتانيد براي دوپينگ NaYF4 استفاده کردند که با اين کار علاوه بر کنترل ساختار و اندازهي بلورها، طيف نشري اين ماده را نيز مي‌توان کنترل کرد.

NaYF4 يکي از ترکيبات بسيار مهم در توسعهي نمايشگرهاي سهبعدي است. اين ترکيب پرتو مادون قرمز را جذب و نور مرئي را منتشر مي‌کند؛ با اين کار مي‌توان اين بلورها را درون نمايشگرهاي سيليکوني قرار داد و با تابش ليزر مادون قرمز تصاويري سهبعدي ايجاد کرد. مزيت NaYF4، غير سمي بودن و زيستسازگاري آن است که اين ماده را به گزينهاي مناسب براي ساخت دستگاه‌هاي تصويربرداري زيستي و برچسبزني زيستي لومينسانس تبديل کردهاست.

مشکل پيش رو در اين فناوري آن است که بلورها بايد کمتر از 20 نانومتر و به شکل ششوجهي باشند. از آنجا که بلورهاي NaYF4 بهصورت طبيعي تمايل به تشکيل ساختار مکعبي دارند، براي ايجاد ساختار ششوجهي بايد عمليات حرارتي بسيار شديد و مواد شيميايي قوي روي آن اعمال گردد که اين خود مشکلات ديگري را ايجاد مي‌کند.

پژوهشگران سنگاپوري راهي ساده‌تر براي رشد بلورهاي نانومقياس با ساختار کنترلشده يافته‌اند؛ آنها مقداري از عناصر گروه لانتانيد را به اين ماده تزريق مي‌کنند که با اين کار علاوه بر ساخت بلورهايي به اندازهي ده نانومتر، مي‌توان رنگ پرتو‌هاي منتشرشونده را نيز تحت کنترل درآورده، طيف‌هاي نشري از سفيد تا سبز را ايجاد کرد.

آنها دريافتند که عنصر ساماريوم و نئوديميوم موجب کوچک شدن بلورها مي‌گردد؛ اما اربيوم، يتربيوم و تاليوم باعث تغيير رنگ پرتو نشري مي‌گردد، همچنين اين گروه دريافته‌اند که افزودن يون گادوليوم در طول فرايند رشد بلور موجب تشکيل ساختار ششوجهي مي‌شود؛ زيرا يون گادوليوم جايگزين يون يتريوم شده که اين کار موجب مي‌شود تا تمام بلور به خود ساختار ششوجهي بگيرد.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

[FONT=Tahoma, Tahoma, Tahoma, Tahoma][COLOR=#NaNNaNNaN] [COLOR=#3f3151][HIGHLIGHT=#d8d8d8]انتقال سيگنال الکتريکي از طريق امواج   

فيزيکدانان ژاپني براي اولين بار موفق شده‌اند با استفاده از امواج اسپيني يک سيگنال الکتريکي را در طول يک فاصله يک ميليمتري در داخل يک عايق منتقل کنند. اين تکنيک، که شامل تبديل جريان الکتريکي به سيگنال اسپيني و بالعکس است، مي‌تواند در افزاره‌هاي "اسپينترونيکي"، که از اسپين و بار الکترون استفاده مي‌کنند، مورد استفاده قرار گيرد. چنين افزاره‌هايي مورد علاقه فراوان هستند زيرا در مقايسه با مدارهاي الکترونيکي مرسوم کوچک‌تر و کم مصرف‌تر هستند.
  
 يک موج اسپيني مي تواند اسپين را از طريق يک عايق منتقل کند. 
يکي از مسائلي که مانع از پيشرفت اسپينترونيک مي‌شود اين است که انتقال جريان الکترون‌هاي قطبيده- اسپيني در فواصل بزرگ‌تر از يک ميکرومتر در رساناهايي مانند مس بسيار مشکل است. مزيت امواج اسپيني- نوسان‌هاي جمعي اسپين‌هاي ايستا در يک عايق مغناطيسي- اين است که مي‌توانند در بعضي مواد تا فاصله‌هاي چند ميليمتري يا حتي چند سانتيمتري بدون اتلاف منتقل شوند.

اين تکنيک توسط ايجي سايتو و همکارانش از دانشگاه توهوکيو، دانشگاه کئيو و شرکت FDK توسعه يافته است. آنها اين افزاره را از نوار مستطيلي نازکي به ضخامت μm1/3 از عايق مغناطيسي Y3Fe5O12ساخته‌اند. الکترودهاي پلاتيني با ضخامت 15 نانومتر بر روي دو انتهاي اين نوار رسوب داده مي‌شوند، بطوريکه يک ميليمتر از عايق Y3Fe5O12 بين اين دو الکترود قرار دارد.

اين گروه از طريق يکي از الکترودها يک جريان الکتريکي به افزاره مي‌فرستد تا باعث تجمع الکترون‌هاي اسپين- بالا در سطح مشترک اين پلاتين و Y3Fe5O12 شود در حاليکه الکترون‌هاي اسپين- پايين در سطح مقابل اين پلاتين تجمع مي‌يابند. اين يک رفتار شناخته شده در بين فيزيکدان‌ها است و اثر هال اسپيني ناميده مي‌شود.

اگرچه الکترون‌هاي داخل پلاتين نمي‌توانند در عايق جريان يابند ولي مي‌توانند به اسپين‌هاي داخل Y3Fe5O12 که نزديک سطح مشترک هستند، گشتاور وارد کنند. اين اسپين‌هاي ايستا نيز به همسايگانشان گشتاور وارد مي‌کنند. آنها نيز همان کار را انجام مي‌دهند و اختلال اسپيني به مانند يک موج در عايق منتشر مي‌گردد.

وقتي اين موج به الکترود پلاتيني ديگر مي‌رسد فرايند عکس تکرار مي‌گردد- موج اسپيني مي‌تواند اسپين را در عرض اين سطح مشترک انتقال دهد و تجمعي از الکترون‌هاي اسپين- بالا ايجاد کند. اين امر باعث ايجاد يک ولتاژ اسپين- هال مي‌شود و باعث جريان يافتن الکترون‌ها در الکترود ديگر مي‌گردد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي

Nature

منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]


   

 [HIGHLIGHT=#f2dcdb]نانوظرف‌‌ها، جهت انتقال دارو به سلول‌هاي بيمار  

دانشمندان مرکز جان اينز براي اولين بار توانسته‌اند از يك ويروس گياهي، ذره‌ي توخالي رشد دهند که مي‌تواند بعنوان يك نانوظرف در انتقال مواد شيميايي مهم مورد استفاده واقع شود. مي‌توان سطوح خارجي اين نانوظرف‌ها را با مولکول‌هايي پوشش داد و بوسيله‌ي اين مولكول‌ها، اين نانوظرف‌ها و محتويات دارويي داخل آنها، را به مکان‌هاي مورد نياز بدن هدايت کرد.

 

نانوذرات ويروسي توخالي شده‌اي كه با مولكول‌هاي خاصي پوشش داده شده‌اند، مي‌توانند بعنوان نانوظرف‌هايي جهت انتقال هدفمند دارو استفاده شوند. 

اين نانوظرف‌ها در حقيقت ذرات ويروس موزائيکي لوبياي چشم بلبلي هستند که براي طراحي زيست‌مواد نانومقياس بسيار ايده‌آل مي‌باشند. پروفسور جرج لومونوسوف از مرکز جان اينز و يكي از اين محققان، مي‌گويد: "اين يک دلگرمي و پيشرفت بزرگ براي تمام فناوري ويروس موزائيکي اين لوبيا است."

دانشمندان پيش از اين تلاش زيادي براي تخليه ذرات ويروسي از مواد ژنتيکي با استفاده از روش شيميايي و تابشي انجام داده‌اند. علي‌رغم موفقت آنها در عفونت‌زدايي اين ذرات، اين روش‌ها توان تخليه کامل اين ذرات ويروسي را نداشتند.

اكنون دانشمندان مرکز جان اينز کشف کرده‌اند که مي‌توانند ذرات ويروسي خالي را از مواد گياهي جمع كرده و سپس استخراج كنند و مواد شيميايي مطلوب را به آنها وارد کنند. آنها همچنين پيش از اين توانسته بودند که سطح اين ذرات ويروسي را با مولکول‌هاي مناسب تزئين کنند.

دکتر داوه ايوانس، يكي ديگر از اين محققان، مي‌گويد: " ما اکنون مي‌توانيم آنها را پر کنيم و نانوظرف‌هاي شيميايي جالبي بسازيم." پروفسور لومونوسوف نيز مي‌گويد: "اين کشف تغيير عظيمي در کل فناوري در پي دارد و زمينه‌هاي تحقيقاتي جديدي ايجاد خواهد کرد. "

يکي از کاربردهاي اين نانوظرف‌ها مي‌تواند در درمان سرطان باشد. اينتگرين‌ها (Integri N ) مولکول‌هايي هستند که در سلول‌هاي سرطاني ظاهر مي‌شوند. مي‌توان اين نانوظرف‌هاي ويروسي را با پپتيدهايي که با اينتگرين‌ها تشکيل پيوند مي‌دهند، پوشاند. اين به معناي آن است که اين نانوظرف‌ها دنبال سلول‌هاي سرطاني و جداسازي آنها از سلول‌هاي سالم خواهند بود. اين نانوظرف‌ها به محض اتصال به سلول سرطاني، عامل ضدسرطاني که قبلاً با آن پرشده‌اند، را رها خواهند کرد.

بعضي از داروهاي موجود علاوه بر سلول‌هاي سرطاني به سلول‌هاي سالم نيز آسيب مي‌زنند و باعث ريزش مو و ساير اثرات جانبي مي‌گردند. فناوري مذکور مي‌تواند دارو را با هدف‌گيري دقيقتري به مقصد منتقل کند.

اين محققان نتايج خود را در مجله‌ي Small منتشر كرده‌اند.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

 به‌کارگيري نانومواد پيزو‌الکتريک در توليد هيدروژن از آب

 

محققان در دانشگاه ويسکونسين- ماديسون شرح داده‌اند که چگونه مي‌توان با کمک نانومواد پيزوالکتريک، انرژي‌هاي نوساني کوچک اتلافي توليدشده در محيط از نويز‌ها، توان باد، حرکت آب يا موج آب، را جمع‌آوري کرد و از آنها به‌عنوان نيروي محرکه براي تجزيه مستقيم آب و توليد هيدروژن استفاده کرد.

هيوفانگ ‌زو، يکي از اين محققان گفت: ما يک مکانيزم پيزو‌الکتروشيميايي جديد براي تبديل مستقيم انرژي مکانيکي به انرژي شيميايي و استفاده از آن براي تجزيه آب به هيدروژن و اکسيژن، توسعه داده‌ايم. ما توضيح داده‌ايم که چگونه مي‌توان نانوبلورهايي از دو نوع بلور معمولي، اکسيد روي و تيتانات باريوم، رشد داد و آنها را در آب قرار داد. موقعي که با نوسان‌هاي مافوق صوت به آب ضربه وارد شود، اين نانوالياف خم‌شده و يک واکنش شيميايي را براي تجزيه مولکول‌هاي آب به هيدروژن و اکسيژن، کاتاليز مي‌کنند.

او اضافه مي‌کند: اين پديده که به اثر پيزوالکتريک معروف است، در بلورهاي معيني براي يک قرن است که شناخته شده است و نيروي محرکه‌اي براي ساعت‌هاي کوارتز و ديگر کاربردها مي‌باشد. اگرچه در حالي که اين مواد در حالت توده‌اي شکننده هستند، در مقياس نانو انعطاف‌پذير هستند.


 

کاتالیز واکنش اکسایش- احیای مولکول‌های آب توسط نانوالیاف پیزوالکتریک، تحت شرایط نوسان‌های مافوق‌صوت. 

زو و همکارانش، اثر پيزو الکتروشيميايي نانوالياف خود را با قرار دادن آنها در آب و اعمال نوسان‌هاي مافوق صوت به آنها، شرح دادند. اين نانوالياف تحت اين نوسانات، واکنش تجزيه آب را کاتاليز مي‌کنند. زو توضيح مي‌دهد: فيزيک و شيمي توليد گازهاي هيدروژن و اکسيژن از آب خالص از ترکيب خواص پيزو‌الکتريک اين نانوالياف و واکنش اکسايش- احياي ( Redox آب ناشي مي‌شود. خاصيت پيزوالکتريکي هرکدام از مواد از تقارن وارونه‌سازي در ساختارهاي بلوري‌شان نشأت مي‌گيرد. هر تغيير شکل يا عامل کششي روي اين مواد سبب يک مومنت دوقطبي غيرصفر در شبکه بلورشان مي‌شود. بنابراين، يک پتانسيل الکتريکي القاء‌شده بوسيله کشش (يا تغيير شکل) روي سطح اين مواد ايجاد مي‌شود.

پتانسيل الکتريکي که در نتيجه نوسانات مافوق‌صوت روي سطح اين نانوالياف توليد مي‌شود، در شرايط مرطوب بواسطه انتقال بار الکتريکي به مولکول‌هاي آب جذب‌شده روي سطح، مي‌تواند واکنش اکسايش و احياء مولکول‌هاي آب را کاتاليز کند. اگرچه زو اشاره مي‌کند که اين پتانسيل الکتريکي براي اينکه بتواند در چنين شرايطي الکترون هاي قابل دسترسي براي شروع واکنش اکسايش- احياء توليد کند، بايد بزرگ‌تر از پتانسيل استاندارد اکسايش- احياء آب( 1/23 ev) باشد.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي Journal of Physical Chemistry Letters منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

[FONT=Tahoma, Tahoma, Tahoma, Tahoma][COLOR=#NaNNaNNaN][FONT=Times New Roman][FONT=Tahoma, Tahoma, Tahoma, Tahoma][COLOR=#NaNNaNNaN] [COLOR=#002060][HIGHLIGHT=#b8cce4]استفاده از نانوذرات طلا براي مقابله با   

محققان نشان داده‌اند وارد کردن نانوذرات طلا به درون سلول‌هاي سرطاني و سپس تاباندن ليزر به اين سلول‌ها مي‌تواند ابزار مناسبي براي مبارزه با سرطان باشد، اما اگر سلول‌هاي سرطاني در محلي باشند که نور ليزر به آنها نرسد، اين روش کارايي نخواهد داشت. محققان موسسه فناوري جرجيا نشان داده‌اند با وارد کردن نانوذرات طلا به درون هسته سلول‌هاي سرطاني نه تنها از تکثير آنها جلوگيري مي‌شود، بلکه اين سلول‌ها از بين مي‌روند.


   تصوير نشان‌دهنده سلول‌هاي سرطاني حاوي نانوذرات طلا. سلول ها تلاش مي‌کنند تکثير شوند، اما نانوذرات از اين کار جلوگيري مي‌کنند.  السيد استاد و مدير آزمايشگاه ديناميک ليزري در موسسه فناوري جرجيا مي‌گويد: «ما سامانه‌اي توسعه داده‌ايم که مي‌تواند با تابندن نور به نانوذرات طلا، سلول‌هاي سرطاني را از بين ببرد، اما اگر اين سلول‌ها در محلي قرار داشته باشند که امکان تابش ليزر به آنها وجود نداشته باشد، اتفاقي نمي‌افتد. ما براي حل اين مشکل نانوذرات طلا را با يک عامل شيميايي عامل‌دار کرده‌ايم به‌نحوي که اين ذرات وارد سلول‌هاي سرطاني شده و از تکثير آنها جلوگيري مي‌کنند».

با توقف تکثير سلول‌ها، فرايند مرگ برنامه‌ريزي شده سلولي (آپوپتوسيس آغاز شده و سلول را از بين مي‌برد. السيد مي‌گويد: «در سلول‌هاي سرطاني تکثير هسته بسيار سريع‌تر از سلول‌هاي عادي اتفاق مي‌افتد، بنابراين اگر بتوانيم از اين تکثير جلوگيري کنيم، جلوي رشد سرطان را گرفته‌ايم».

اين گروه پژوهشي براي بررسي فرضيه خود از سلول‌هاي گرفته شده از سرطان گوش، بيني و گلو استفاده کردند. آنها اين سلول‌ها را با پپتيد آرژينين-گليسين-آسپارتيک اسيد (RGD) آرايش کردند تا نانوذرات طلا تنها وارد سيتوپلاسم سلول‌هاي سرطاني (و نه سلول‌هاي سالم) شوند و از يک پپتيد سيگنالي جهت‌دهي هسته (NLS: Nuclear Localization Signal) براي وارد کردن اين ذرات به‌درون هسته بهره بردند.

آنها در کار قبلي خود نشان دادند که با وارد کردن نانوذرات طلا به درون سيتوپلاسم اتفاق خاصي نمي‌افتد. در اين مطالعه آنها دريافته‌اند که وارد کردن اين نانوذرات به درون هسته سلول‌ها آنها را به‌خوبي از بين مي‌برد.

السيد مي‌گويد: «سلول شروع به تکثير کرده و سپس متوقف مي‌شود. زماني که شما سلولي با دو هسته داشته باشيد، چنين سلولي مي‌ميرد». او مي‌افزايد طلا با DNA سلول تداخل مي‌کند. فهميدن اينکه چگونه چنين اتفاقي مي‌افتد، هدف کار بعدي است. او توضيح مي‌دهد: «قبلاً نشان داده‌ايم که مي‌توانيم نانوذرات طلا را وارد سلول‌هاي سرطاني کرده و با تاباندن ليزر آنها را بکشيم. حال نشان داده‌ايم که اگر بتوانيم اين ذرات را وارد هسته سلول‌ها کنيم، در جايي که امکان تاباندن ليزر به سلول‌ها وجود ندارد نيز مي‌توانيم اين سلول ها را بکشيم».

نتايج اين تحقيق در Journal of the American Chemical Society منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]
      

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]باز کردن پيچ‌خوردگي RNA با استفاده از نانوحفرات   
   
  


گروهي از محققان دانشگاه دلف در هلند براي اولين بار موفق شده‌اند تک‌مولکول‌هاي RNA را درون يک نانوحفره گير انداخته و نيروهاي وارد بر آنها را اندازه بگيرند. مي‌توان از اين روش براي تعيين شکل مولکول‌هاي RNA (که در برخي موارد مشکل است) و روشن کردن ساختار پيچيده آنها استفاده کرد.

ميشيل وان‌دن‌‌هات يکي از اعضاي اين گروه پژوهشي مي‌گويد قبلاً از اين روش براي DNA استفاده شده است، اما در مورد RNA چنين کاري صورت نگرفته بود.

RNA يک مولکول زيستي بسيار مهم و جالب است، زيرا مي‌تواند پيچ خورده و به شکل‌هاي پيچيده‌اي دربيايد. اين امر چگونگي برهمکنش RNA با مولکول‌هاي ديگرِ درون سلول و در نتيجه چگونگي عملکرد آن را تعيين مي‌کند. به علاوه، بسياري از ويروس‌ها ژنومي دارند که از RNA تشکيل شده است.

با اين حال هنوز تعيين شکل مولکول‌هاي RNA بسيار مشکل است. در اين روش جديد که توسط گروه نينکه دکر توسعه يافته است، مولکول‌هاي RNA از دو طرف در طول حفره کشيده شده و بدين ترتيب پيچ‌خوردگي آنها باز شده و امکان تعيين ساختارشان به وجود مي‌آيد. همچنين با اين روش مي‌توان پروتئين‌هاي پيونديافته به RNA را تعيين کرد.

وان‌دن‌‌هات توضيح مي‌دهد: «تاکنون چالش اصلي اين بود که مولکول‌هاي RNA بسيار کوچک بوده و در نتيجه کار کردن با آنها بسيار دشوار است. اندازه‌گيري‌هاي ما نشان مي‌دهند با استفاده از اين روش جديد مي‌توان مولکول‌هاي منفرد DNA را گرفته، آنها را در طول يک حفره کشيده، به جلو و عقب حرکت داده، پيچ آنها را باز کرده و نيروهاي آنها را اندازه گرفت. اين ابزار جديد مي‌تواند دانش و درک ما را از اين مولکول‌ها تا حد بسيار زيادي گسترش دهد».

اين پژوهشگران ابتدا يک تک‌مولکول دورشته‌اي (RNA (dsRNA را در يک محلول نمکي به يک دانه پلي‌استايرني متصل کردند. سپس اين دانه را به روش اُپتيکي گير انداختند، يعني آن را در نقطه تمرکز يک تابش ليزري قوي تثبيت کردند. اين روش امکان جابه‌جايي اين دانه را به هر نقطه‌اي در درون سلول نمونه ايجاد مي‌کند.

گرفتن RNA
سپس اين گروه پژوهشي دانه پلي‌استايرني را به نزديکي يک غشاي جامدِ داراي يک نانوحفره منتقل کردند. در اين حالت مي‌توان مولکول‌ها منفرد را درون اين نانوحفره گير انداخت، زيرا اين مولکول‌ها داراي بار منفي بوده و با اعمال يک ميدان الکتريکي به درون حفره کشانده مي‌شوند. با اين حال چون اين مولکول‌ها به دانه پلي‌استايرني نيز متصل هستند، درون نانوحفره باقي مي‌مانند.

نتايج اين کار در مجله Nano Letters منتشر شده است.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]نمايشگرهاي شفاف و انعطاف‌پذير با نانومخروط‌هاي کربني  

محققان ژاپني و مالزيايي شرح داده‌اند که چگونه مي‌توان با سنتز ساختارهاي نانوکربني مخروطي روي يک بستر شفاف و انعطاف‌پذير در دماي اتاق، يک گسيل‌دهنده الکتروني ساخت. اين گسيل‌دهنده سپس مي‌تواند به‌عنوان يک منبع گسيل الکتروني ميداني (FEE) براي نمايشگرهاي گسيل ميداني شفاف و انعطاف‌پذير (FED) استفاده شود. FED‌ها يک نوع جديد نمايشگر پنل مسطح هستند که در مقايسه با نمايشگرهاي بلور مايع (LCD) چندين مزيت از جمله کنتراست بالا و مصرف کم توان دارند.

  
  SEM ساختارهاي نانوکربني مخروطي که روي يک بستر شفاف انعطاف‌پذير ساخته شده‌اند. 
از آنجايي که گسيل الکترون ميداني ولتاژ عملياتي و ميدان الکتريکي بسيار بالايي لازم دارد، ساخت نمايشگرهاي گسيل ميداني خيلي مشکل مي‌باشد. محققان به‌منظور رسيدن به اين ولتاژ بالا، معمولاً از سطوحي با يک ساختار نوک‌تيز ناهموار استفاده مي‌کنند. دليل استفاده از يک ساختار نوک‌تيز اين است که ميدان الکتريکي، اطراف نوک تقويت مي‌شود، بنابراين مي‌توان ولتاژ عملياتي کوچک‌تري استفاده کرد. اما تاکنون اين ناهمواري مانع شفافيت بوده است.

ماساکي تانمورا از موسسه فناوري ناگويا توضيح داد: شيشه‌هاي مات را در نظر بگيريد. شيشه‌ها خود شفاف مي‌باشنند، اما ناهموار کردن سطح آنها باعث پخش نور و مات‌شدن آنها مي‌شود. مشابه اين مثال، شفافيت براي منابع گسيل الکترون ميداني ناممکن به‌نظر مي‌رسد.

اين محققان با ساخت نانومخروط‌هاي کربني که از طول موج نور مرئي کوچک‌تر هستند، متوجه شدند که آنها مي‌توانند با اين نانوساختارها بر اين چالش غلبه کرده و گسيل‌دهنده هاي الکترون ميداني انعطاف‌پذير و شفافي توليد کنند.

تانمورا گفت: براي رسيدن به مواد شفاف مبتني بر ساختارهاي نانوکربني مخروطي، کنترل دقيق قطر و طول اين ساختار‌هاي نانوکربني مخروطي لازم است. ما با استفاده از يک روش پرتوافکني يوني به طور موفقيت‌آميزي در دماي اتاق قطر و طول بيشتر اين نانومخروط‌هاي کربني کوچک‌تر از طول موج نور مرئي را کنترل کرديم. تصاوير دقيق ميکروسکوپ الکتروني پيمايشگر (SEM) نشان مي‌دهند که قطر و طول بيشتر اين نانومخروط‌هاي کربني کوچک‌تر از طول موج نور مرئي مي‌باشند. ما سپس اين نانوساختارها را براي ساخت يک گسيل‌دهنده الکترون ميداني شفاف و انعطاف‌پذير استفاده کرديم.

اين دانشمندان، در آزمايشات خود يک بستر نافين(naf ion ) را در دماي اتاق با يون‌هاي آرگن براي 30 ثانيه بمباران کردند. اين پرتوافکني ساختار‌هاي نانوکربني مخروطي توليد کرد که به‌طور يکنواخت روي تمام سطح نافين پراکنده بودند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌‌ي J. Am. Chem. Soc. منتشر شده است.


[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

 [HIGHLIGHT=#c6d9f0]صفحه نمايش‌هاي OLED جديد براساس   

پژوهشگراني از دانشگاه استنفورد با استفاده از گرافن به‌عنوان الکترود شفاف توانستند به طور موفقيت‌آميزي مدل کاملاً جديدي از ديودهاي نور-گسيل آلي (OLED) را توسعه دهند. اين پيشرفت مي‌تواند راه را براي توليد انبوه و ارزان OLED‌ها بر روي زيرلايه‌هاي پلاستيکي انعطاف‌پذير با اندازه بزرگ و قيمت کم هموار کند به گونه‌اي که مانند کاغذ ديواري پيچيده شوند و در مواقع لزوم استفاده گردند.


  
 شمايي از OLED گرافني ساخته شده بوسيله دانشمندان در دانشگاه استنفورد. 

OLEDها، به خاطر کيفت تصوير بسيار خوب، توان مصرف پايين و ساختار بسيار نازک، بيش از 20 سال است که توسعه يافته‌اند و اخيراً در تلوزيون‌ها و صفحه نمايش‌هاي بسيار نازک مانند دوربين‌هاي ديجيتالي و گوشي تلفن همراه کاربردهاي فراواني پيدا کرده‌اند. OLED‌ها از ساختار آلي فعال و تابناکي که بين دو الکترود قرار داده شده است، تشکيل مي‌شوند. يکي از الکترودها بايد شفاف باشد. استفاده از اکسيد قلع اينديوم (ITO) در اين ساختارها مرسوم است. با اينحال، اينديوم يک ماده نادر و گران‌قيمت است و بازيافت آن مشکل مي‌باشد. دانشمندان براي يافتن جايگزين مناسب اين ماده تاکنون تلاش فراواني کرده‌اند.

نسل بعدي افزاره‌هاي اپتوالکترونيکي نياز به الکترودهاي رسانا و شفافي دارند که سبک، ارزان، انعطاف‌پذير و سازگار با محيط‌زيست بوده و با روش‌هاي توليد انبوه سازگاري داشته باشند. گرافن، لايه منفرد گرافيت، در طول دوسال گذشته به خاطر خواص الکتريکي و نوري منحصربه فردش توانسته است، خودش را مطرح کند. به تازگي جونبو وو و همکارانش، از دانشگاه استانفورد، توانستند براي اولين بار به طور موفقيت‌آميزي از گرافن به‌عنوان الکترود در OLED‌ها استفاده کنند.

جونبو وو گفت که آنها به OLEDهايي بر روي گرافن رسيده‌اند که داراي عملکردي مشابه با افزاره‌هاي کنترلي ساخته شده از آندهاي شفاف ITO مي‌باشد. اين امر مي‌تواند در کاربردهاي واقعي بسيار جذاب و اميدبخش باشد.

اين پژوهش توانسته است توان بالقوه فوق‌العاده گرافن را نشان دهد و راه کاملاً جديدي به روي توسعه رساناهاي شفاف، کارآمد و اقتصادي جهت افزاره‌هاي اپتوالکترونيکي انعطاف‌پذير، مانند OLEDها و سلول‌هاي فوتوولتائيک آلي، باز کند. انتقال گرافن نازک و بزرگ به روي يک زيرلايه انعطاف‌پذير قبلاً انجام شده است. با ترکيب اين دو فناوري با هم، مي‌توان انتظار داشت که در آينده نزديک OLEDهاي گرافني بر روي پلاستيک انعطاف‌پذير ساخته شوند.

نتايج اين تحقيق در مجله‌ي ACS Nano منتشر شده است.


[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

 [HIGHLIGHT=#f2dcdb]نانوساختارهاي کربني: اکسير يا     
يک گروه تحقيقاتي بين‌رشته‌اي در آزمايشگاه ملي سم‌شناسي لوس‌آلاموس، به بررسي آسيب‌هاي سلولي فولرين پرداخته‌اند. آنها اميدوارند بتوانند از اين آسيب‌هاي ايجادشده در درمان بيماري‌هايي نظير آلزايمر يا پارکينسون استفاده کنند.

اخيراً مقاله‌اي در نشريه‌ي Toxicology and applied pharmacology چاپ شده‌ که به بررسي آسيب‌هاي فولرين مي‌پردازد؛ اين ماده که سالانه 4 تا 5 تن از آن توليد مي‌شود در ساخت داروها، آنتي بيوتيک‌ها و دارورساني به‌کار مي‌رود. بنابراين اين ماده با زندگي انسان‌ها عجين بوذه، لازم است چگونگي کاهش خطرات و افزايش کاربردها آن مورد بررسي قرار گيرد.

پژوهشگران آزمايشگاه ملي سم‌شناسي لوس آلاموس، انواع مختلفي از فولرين را در تماس با پوست بدن انسان قرار دادند. تفاوت اين فولرين‌ها در شاخه‌هايي است که از ساختار اصلي فولرين بيرون آمده‌است. در اين بررسي 3 نوع فولرين آزمايش شد:

فولرين تريس که سه شاخه از يک نيم‌کره‌ي آن بيرون آمده؛
فولرين هگزا که شش شاخه از دو نيم‌کره‌ي آن بيرون آمده و تقريباً متقارن است؛
فولرين ساده.
نتايج نشان داد که فولرين تريس باعث توقف چرخه‌ي زندگي سلول مي‌شود؛ اما باعث مرگ آن نمي‌شود بنابراين فولرين تريس يک ماده سمي قلمداد مي‌شود؛ اما از اين فرايند مي‌توان براي درمان استفاده کرد. در سلول‌هاي سرطاني در حال رشد، مي‌توان از فولرين تريس براي توقف رشد سلول‌هاي سرطاني بهره جست. اين توقف رشد به پزشکان فرصت مي‌دهد تا به درمان بيماري سرطان بپردازند. علاوه بر اين پژوهشگران دريافته‌اند که احتمالاً فولرين تريس، سلول‌ها را مستعد آلودگي ويروسي مي‌کند. در سوي ديگر نتايج حاکي است که فولرين هگزا کم‌خطرتر از نوع تريس است.

نتايج اين تحقيقات براي دانشمندان بسيار مهم است؛ چرا که به آنها در انتخاب مواد کم‌خطر در توليد محصولات کمک مي‌کند.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

[FONT=Tahoma, Tahoma, Tahoma, Tahoma][COLOR=#NaNNaNNaN][FONT=Times New Roman][FONT=Tahoma, Tahoma, Tahoma, Tahoma][COLOR=#NaNNaNNaN] [COLOR=#002060][HIGHLIGHT=#ffff00]استفاده از نانوذرات نقره در توسعه باتري‌هاي   

  

  Esther Takeuchi   

تحقيق جديدي که در دانشگاه بوفالو انجام شده است نشان مي‌دهد نانوذرات نقره مي‌توانند ضربان قلب را تقويت کنند. اين نانوذرات جزء دسته جديدي از مواد هستند که در آزمايشگاه دکتر استر تاکوچي توليد مي‌شوند. دکتر تاکوچي استاد منابع پيشرفته انرژي است که باتري ليتيوم/نقره اکسيد واناديوم را توسعه داده است. اين باتري يکي از عوامل اصلي بود کهICDها (implantable Cardiac defibrillators) را در اواخر دهه 80 به توليد رساند.ICDها ابزارهايي هستند که زماني که قلب به حالت بي‌نظم مي‌تپد، با ايجاد شوک ريتم آن را به حالت طبيعي درمي‌آورند.

ده سال پس از آن تاريخ، بيشتر اين دستگاه‌ها که سالانه 300000 عدد از آنها در بدن بيماران کاشته مي‌شوند، با استفاده از باتري کار مي‌کنند که توسط تاکوچي و گروهش توسعه يافته است. براي اين کار او بيش از 140 اختراع به ثبت رسانده است که به نظر مي‌رسد بيشترين تعداد اختراع ثبت شده براي يک زن در آمريکا باشد. پائيز گذشته او يکي از چهار نفري بود که مفتخر به دريافت مدال ملي علم و فناوري در آمريکا گرديد.

در حال حاضر باتري‌هاي ICD پنج تا هفت سال دوام مي‌آورند. اما او و همسرش، دکتر کنت تاکوچي و دکتر اِيمي مارشيلوک (استاديار شيمي دانشگاه بوفالو) تلاش دارند با استفاده از کنترل دقيق ساختار مواد دوفلزي در مقياس اتمي، باتري‌هاي بهتري توليد کنند.

نتايج تحقيقات آنها تاکنون نشان مي‌دهد که مي‌توانند رسانايي مواد را نسبت به باتري‌هاي اوليه تا 15000 برابر افزايش دهند؛ اين کار از طريق توليد درجاي نانوذرات نقره صورت مي‌گيرد. راهکار جديد آنها براي طراحي مواد امکان توسعه باتري‌هاي قدرتمندتر و با عمر طولاني‌تر را نسبت به باتري‌هاي قبلي فراهم مي‌آورد.

اين کار به همراه پيشرفت‌هاي ديگري که در اين حوزه صورت گرفته است، علاقه محققان به مواد مورد استفاده در باتري‌ها و ابزارهايي را که اين باتري‌ها امکان توسعه آنها را فراهم مي‌آورند، جلب کرده است.

تاکوچي مي‌گويد: «شايد در آينده باتري‌ها و ابزارهايي که از آنها بهره مي‌برند، آنقدر کوچک شوند که بتوان به راحتي آنها را درون بدن تزريق کرد».

در حال حاضر اين گروه پژوهشي در حال کار روي افزايش پايداري مواد جديد براي ICDها هستند. اين مواد به مدت هفته‌ها و ماه‌ها در محيط آزمايشگاه و در دماي 37 درجه سانتي‌گراد مورد بررسي قرار خواهند گرفت.

تاکوچي مي‌گويد با وجودي که باتري‌ها مدت زمان زيادي است که توسعه يافته‌اند، اما تا زمان بلوغ فاصله زيادي دارند. بخشي از هزينه کار اين گروه پژوهشي توسط موسسه ملي سلامت و بخش ديگر توسط وزارت انرژي آمريکا تأمين شده است.


[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]

      

 [HIGHLIGHT=#f2dcdb]افزايش بازده پرتودرماني با نانوذرات     

روش‌هاي رايج براي درمان سرطان محدود به شيمي‌درماني، راديوتراپي و جراحي مي‌شود که اغلب نتايج موفقيت‌‌آميزي ندارند. بزرگ‌ترين اشکال اين روش‌ها، دقت بسيار پايين آنها به‌دليل ناممکن بودن تشخيص سلول‌هاي سرطاني از سلول‌هاي سالم است. اخيراً روشي مبتني بر نانوذرات ارائه شده‌است که در آن با دقتي در حد يک سلول مي‌توان سلول‌هاي سرطاني را نابود کرد.

يک گروه تحقيقاتي از ژاپن و فرانسه روش جديدي را براي درمان سرطان ارائه کرده‌اند که در آن از نانوذرات پلاتين استفاده شده‌است. در اين روش از هادرون‌‌درماني (نوعي تابش به بافت از طريق يون‌هاي کربن شتاب‌يافته) نيز استفاده شده‌است. اين گروه دريافتند که با ترکيب نانوذرات پلاتين با تابش يون‌هاي کربن شتاب‌يافته، مي‌توانند اثر تخريبي مرگ‌باري روي DNA داشته باشند. با قرار دادن پوششي روي نانوذرات پلاتين مي‌توان آنها را به‌صورت انتخابي به سمت سلول‌هاي سرطاني هدايت کرد.

آنها براي اولين بار دريافتند که نانوذرات پلاتين به شکلي خاص مي‌تواند اثرات الکترونيکي داشته باشد که اين اثرات به‌صورت آبشاري افزايش مي‌يابد و در نهايت موجب اثر تخريبي مرگ‌باري روي DNA مي‌گردد. درک اين فرايند مي‌تواند به بهبود روش درماني آنها منجر شود.

براي توسعه‌ي اين روش دو چالش اصلي پيش رو است:
بهبود ترکيب نانوذرات و پوشش سطحي آنها به‌منظور افزايش انتخابگري، پايداري و کاهش سميت نانوذرات؛
بررسي و شناخت کامل ساز و کار اثر نانوذرات.
گفتني است در اين پروژه از تابش اشعه‌ي ايکس با قدرت 200 الکترون ولت استفاده شده‌است و از آنجا که اين منبع کاربرد زيادي در پزشکي ندارد، بهتر است منابع‌هاي ديگري را جايگزين آن کرد.

[External Link Removed for Guests]
[External Link Removed for Guests]